在地球半空间介质中，震源处的振动（扰动）引起介质质点在其平衡位置附近运动并以地震波的形式向远处传播。按照介质质点运动的特点和波的传播规律，地震波可分为两大类，即体波和面波。体波又分为纵波（P波）和横波（S波）两种。纵波是体积形变，它的传播方向与质点振动方向一致；横波是剪切形变，它的传播方向与质点振动方向垂直。纵波和横波在地球介质内独立传播，波前面为半球形面，遇到界面时会发生反射和透射。面波是体波在一定的条件下形成相互干涉并叠加产生的频率较低、能量较强的次生波，主要沿着介质的分界面传播，其能量随着深度的增加呈指数函数急剧衰减，因而称之为面波。面波有瑞利面波和乐夫面波两种类型。瑞利面波沿自由表面传播时，介质质点的合成运动轨迹呈逆进椭圆，波速比横波略小。乐夫面波只有当表层介质的横波传播速度小于下层介质的横波传播速度时才能传播，介质质点的运动方向垂直于波的传播方向且平行于界面。乐夫面波与横波速度相差不大，通常很难从地震波记录上看出。

从上述各类波在地球介质中的传播速度来看，在离震源较远的观测点处应接收到一地震波列，先后到达的是P波、S波、乐夫面波和瑞利面波，如图13-1所示。

图13-1　地震波的类型

在地震勘探、工程物探中，常选用纵波、横波或瑞利面波作为有效波。这3种地震弹性波中，纵波传播速度最快，频率较高；横波速度较低，能量较弱，以致来自同一界面的横波总是比纵波到达得晚，并以连续波的形式出现，但它的分辨率较高；沿自由表面传播的瑞利波频率较低，能量最强。这3种波的传播速度、频率之间的关系如图13-2所示。(www.daowen.com)

图13-2　各种波的频率谱与速度

（a）频率谱；（b）波速图

人工地震勘探是利用各种特性已知的震源在地球介质中的传播特性变化来研究地层地质构造问题，而我们所研究的地震目标探测问题是它的反问题，是在浅层地质地貌构造被认为已知的情况下，通过对人员、车辆等地面运动目标所产生的地震弹性波的研究来分析震源的特性，从而确定引起地震动的目标的性质，进而识别目标。因此从理论上讲，在地震目标探测研究中完全可以借鉴地震勘探中的技术和方法，既可以探测纵波、横波为分析对象，也可以探测瑞利面波为分析对象，或三者兼而有之。